串聯(lián)諧振變壓器原理概述

一串聯(lián)諧振變壓器原理概述
目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電線替代原有的充油油紙絕緣的電力電線。但在交聯(lián)電線投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設施的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電線有不同程度的損害。有的研究觀點認為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電線發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認為，交聯(lián)聚乙烯電線的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電線絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電線即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電線承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電線及電線接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電線進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。
同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發(fā)電機的交流耐壓實驗也定期進行。這些設施的試驗要求的試驗設施容量大，通常情況下采用諧振的辦法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗單位要求50Hz試驗電源對這類設施進行交流耐壓試驗。
華天電力有限公司的串聯(lián)諧振變壓器主要用于10kV、35kV的交聯(lián)橡塑電力電線，66kV、110kV組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗，還可通過相應的設計擴展成發(fā)電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)頻率（30～300Hz）串聯(lián)諧振試驗設施與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電線的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設施。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設施（50Hz），但存在自己化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自己調(diào)諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點。

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